Linha de produção industrial para reciclar polímeros termoplásticos e compósitos em organosheet

A Cetim (Nantes, França) já é conhecida pelo seu QSP (Quilted Stratum Process) para a produção industrializada (tempo de ciclo <1 minuto) de peças compostas termoplásticas, e também pelo seu software QSD (Quilted Stratum Design) que otimiza essas peças , incluindo como reutilizar sucata de produção de volta na peça. Sua terceira tecnologia capacitadora é uma linha de produção modular para transformar sucata termoplástica com e sem reforço de fibra em painéis de organosheet que oferecem propriedades e custos desejáveis.

Linha piloto na Cetim Grand Est

Este processo de reciclagem de compósitos termoplásticos foi desenvolvido pela Cetim Grand Est (Mulhouse, França). Formada em 1977 como Cetim Cermat, ela se fundiu com a CRITT Matériaux Alsace em 2018 para fornecer suporte tecnológico para empresas nas regiões da Alsácia-Lorena e Champagne-Ardenne, na França. “A Cetim Grand Est é responsável pelas tecnologias de reciclagem para polímeros e compósitos termoplásticos”, explica Clément Callens, gerente da unidade de negócios da Cetim Grand Est para a equipe da Indústria do Futuro com sede em Mulhouse, incluindo o processo termoplástico e projetos de monitoramento online. “Temos quinze pessoas nesta divisão e trabalhamos com universidades e empresas dos mais diversos setores, criando equipes interdisciplinares para resolver problemas desafiadores.”

“A linha de produção piloto que estabelecemos em Mulhouse foi desenvolvida para mostrar ao mundo que esse processo termomecânico inovador para reciclar sobras de produção é possível”, continua Callens. “Essa linha se assemelha à filosofia QSP:um sistema automatizado, flexível e modular, que permite às empresas utilizar a tecnologia de forma eficiente e econômica. Na verdade, recebemos sucata da linha QSP em Nantes, ou de outros clientes, e então transformamos em vários materiais e painéis organosheet, com o objetivo de manter a integridade dos compósitos para um desempenho superior em comparação com os materiais tradicionais e os compósitos reciclados tradicionais. ”

Thermosaïc e ThermoPRIME

A linha combina duas abordagens distintas:Thermosaïc e ThermoPRIME.

A Thermosaïc pega a sucata de produção de compósito termoplástico do corte e aparamento (ou de peças em fim de vida), tritura grosseiramente e, em seguida, usa um processo termomecânico para converter as retalhos em folhas orgânicas. “Nós o chamamos de painel estrutural composto”, diz Callens, “mas é basicamente como uma folha orgânica”. O termo organosheet evoluiu na Europa para descrever termoplásticos reforçados com tecido prepreg, semipreg ou blanks pré-consolidados que poderiam ser termoformados e sobremoldados em peças compostas. Os produtos Thermosaïc são quase isotrópicos e o comprimento da fibra é mantido o maior tempo possível para maximizar as propriedades mecânicas. “Eles estão no meio entre a folha de fibra curta e a folha orgânica clássica”, observa Callens. “O objetivo da tecnologia é encontrar um bom compromisso entre o tamanho do fragmento e as propriedades do painel, porque você sempre tem que vincular o desempenho ao custo. O processo deve ser flexível e econômico, ou seja, mais barato do que o material virgem. ”

“Usamos a mesma linha de processo para fazer painéis estruturais ThermoPRIME”, explica ele. “É o mesmo conceito básico, mas nesta abordagem, começamos com sucata termoplástica não reforçada ou peças em fim de vida que foram recicladas em filme. Filmes feitos com diversos materiais já estão disponíveis no mercado. Em seguida, adicionamos fibra virgem, natural, reciclada ou qualquer outra fibra contínua seca para produzir uma folha orgânica que tenha as mesmas propriedades do material virgem, mas a um custo menor. A impregnação de fibra usa um processo contínuo que é mais barato em comparação com o processamento em lote de folhas orgânicas clássicas. ”

Demonstrações, redução de custos e cadeia de suprimentos

As demonstrações até o momento têm mostrado mais economia de custos com termoplásticos de alto desempenho como PEEK (polieteretercetona) ou PPS (sulfeto de polifenileno) versus materiais como PP (polipropileno), que já são de baixo custo como materiais virgens. Além desses polímeros, a equipe de Callens processou PA6 (poliamida6) e desenvolveu diferentes tipos de produtos reciclados de polímero reforçado com fibra de vidro, trabalhando com empresas, por exemplo, Porcher (Eclose-Badinières, França), para produzir painéis Thermosaïc e ThermoPRIME. A equipe também está trabalhando em painéis de polímero reforçado com fibra de carbono reciclado.

Como você vê o desenvolvimento da cadeia de suprimentos de reciclagem? “Estamos trabalhando agora para transferir essa tecnologia para a indústria, colaborando com fornecedores Tier 1 e fabricantes de materiais”, diz Callens. “A Cetim Grand Est está trabalhando com a indústria para concluir os estudos de prova de conceito e viabilidade. Também está trabalhando, em colaboração com o parceiro fabricante da máquina, para ajustar a linha para atender às necessidades específicas dos clientes e trabalhar com os clientes para ajudar a definir os parâmetros e módulos de produção ideais. ”

Thermosaïc e ThermoPRIME foram reconhecidos no JEC World 2018 com o Prêmio Inovação para o Desenvolvimento Sustentável. Clément Callens deve apresentar mais detalhes sobre esta tecnologia no dia 12 de maio no JEC World 2020 (Paris, França).